用监控机遥控实现小电流接地系统接地选线功能的探讨

摘要：综合石家庄供电公司各变电站小电流接地系统中接地选线装置应用情况，阐述了目前应用中存在的问题，提出了用微机监控系统可编程功能和遥控功能结合的方法实现接地选线功能，并自动切除接地出线的方案，并在220kV束鹿变电站实际验证了方案的准确性和可靠性。

关键词：变电站 小电流接地系统 接地选线

1、引言

我国电力系统中性点的运行方式主要有：中性点不接地，中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种，前两种接地系统称为“小电流接地系统”。在小电流接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。单相接地时故障点的电流较小，且电源三相线电压仍保持对称，不影响系统的供电，通常允许带故障运行1-2h。[1]但此时非接地相的电压升高为原来的倍，若为永久性故障，会对系统绝缘薄弱的环节造成破坏，可能发展为两相，甚至三相短路，从而损坏一次电力设备。因此在发生单相永久性接地故障时，必须准确选出接地的出线，并及时的切除故障线路。本论文说明了石家庄供电公司各变电站将各接地选线装置退出运行和新投变电站不安装此装置的原因，阐述了此装置应用中存在的难度，提出了目前解决的方案，并在220kV束鹿变电站实际验证了方案的准确性和可靠性。

2、应用现状分析

石家庄供电公司各变电站中，安装小电流接地选线装置的不足10个站，并且都已退出运行。导致这种情况出现的原因有：（1）不能正确的选出故障线路；（2）装置生产厂家未能从原理上解决问题，并对装置进行升级；（3）现场配套使用的零序电流互感器精度不满足要求或未安装。

目前已有的设计原理还未能很好的符合现场实际，主要原因为电网单相接地故障的类型的多样性。单相接地故障主要可分为稳定性接地故障和非稳定性接地故障。稳定性接地故障又包括金属性接地、低阻接地和高阻接地等类型；非稳定性接地故障又包括短时性的电弧接地故障和不稳定的间歇性电弧接地故障。对于上述接地故障，各线路零序电流中可能只含有工频稳态分量，也可能只含有暂态分量或二者都有。因此，单纯的基于稳态分量或者单纯的基于暂态分量分析的选线方法均难以保证选线的准确性。单相接地故障选线基本上是依靠零序电流比较法进行的，非故障相的零序电流等于本身对地电容电流值，其相位超前零序电压90°，故障相的零序电流等于全网非故障相对地电容电流的总和，其相位滞后零序电压 90°。当线路上发生单相非金属接地时，由于受接地电阻及三相对地电容不平衡的影响，能够选出故障线路范围很小。

鉴于目前已有接地选线装置不能正确选线和原理设计存在诸多困难的情况，目前只能通过运行人员的手动操作依次断开各分路来找出故障线路，但是石家庄供电公司所辖的变电站都已无人值班，而且全国变电站都朝着“无人值守”方向发展，因此靠人员操作就会耽误时间，甚至超过规程要求的2h。

3、解决方案

石家庄供电公司所辖变电站中综合自动化变电站所占比例为95%以上，并且一直进行综合自动化改造。因此利用综合自动化变电站中已有监控机的可编程功能和遥控功能实现自动寻找故障线路并切除，实现方便，只需将程序写入监控机即可。从而达到快速准确的切除故障线路。

在功能实现过程中需要的实际数据为公用测控装置提供给监控机的零序电压，以变化作为小电流接地故障判别的依据，直接采用按照指定次序跳开的方案，每次跳开后，判别零序电压是否消失，来判别本次跳开是否跳开了故障线路。

具体逻辑如下所述：

（1）监控机接地轮跳选线程序判定，当监控后台10kV零序电压遥测量>30V，同时任意两相电压遥测量>75V，持续时间>5S，逻辑开始启动轮跳；说明：增加两相电压的遥测量条件是为了避免二次电压回路断线后误启动选线程序。

（2）监控机按顺序将10kV开关在合位的出线分别进行开关分、合操作。分开关后，持续15S，如果后台10kV零序电压遥测量

（3）如果后台10kV零序电压遥测量>30V，合上该条线路开关，间隔15S，继续对下一条线路进行同样分合操作；

（4）如果轮跳完全部10kV出线10kV零序电压遥测量依未

（5）如果选线失败，则必须要手动处理接地故障。说明：此时接地点是在母线上。

以上逻辑的所有判断数值均作为可调定值，能在现场后台通过输入密码进行整定。

4、现场验证

在220kV束鹿变电站，结合现场10kV二段开关全停，将上述方案进行了实际验证。10kV二段上有3条线路，分别为594、595和596，根据负荷的重要程度确定跳闸顺序，以596、595和594的顺序进行。定值设定如表1所示：

使用试验仪器在10kV公用测控装置上加入模拟电压量，试验仪器为北京博电新力电力系统仪器有限公司生产的PW-436型继电保护测试仪。试验结果如表2所示：

5、结语

通过对现有接地选线装置应用情况的分析，对新方案的验证，得出以下结论：（1）现有的接地选线装置对零序电流互感器的精度要求高，目前已安装的达不到要求，而且更换困难，导致现有的接地选线装置未能投入使用，因此迫切需要一种新方案解决此问题；（2）鉴于目前采用的运行人员轮流停运线路的方法查找接地线路，提出了利用监控机自动实现轮流停运线路查找接地线路的方案，经现场实际验证，能可靠正确的运行；（3）目前，在能在线准确判断出接地线路的新型接地选线装置出现以前，此方法在变电站使用。

参考文献

[1]闫静，金黎，张志成，刘燕.小电流接地选线系统的设计与实现.HIGH VOLTAGE ENGNEERNG.2003.12（29）.